某大橋鋼結(jié)構(gòu)、塔面防腐方案探討

王雅欽

摘 要：大橋的鋼結(jié)構(gòu)及塔面長期處于外部環(huán)境中，外表面極易受到破壞，從而影響大橋的使用性能，嚴(yán)重者會(huì)影響結(jié)構(gòu)安全。在日常養(yǎng)護(hù)檢查中發(fā)現(xiàn)漆面破損時(shí)要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，以確保大橋良好運(yùn)營。本文以A大橋在運(yùn)營過程中出現(xiàn)的部分鋼結(jié)構(gòu)部件、塔面漆破損為例，制定了有針對(duì)性地防腐措施，與同行共同探討，望提出寶貴意見。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);塔面;防腐

0 前言

A橋?yàn)镚25長深高速線上一座三塔斜拉橋，近期養(yǎng)護(hù)人員對(duì)大橋設(shè)施進(jìn)行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于環(huán)境、氣候等自然環(huán)境因素的影響，部分鋼結(jié)構(gòu)表面漆面破損嚴(yán)重，主要有六座索塔內(nèi)爬梯、平臺(tái)，斜拉索端部護(hù)筒防雨罩（墊圈老化嚴(yán)重，需更換），主橋防撞護(hù)欄兩側(cè)檢修道欄桿等部位。漆面破損后，鋼結(jié)構(gòu)長時(shí)間暴露在惡劣的自然環(huán)境中會(huì)加大銹蝕斷面，大大降低鋼結(jié)構(gòu)的安全性能，進(jìn)而會(huì)危及橋梁結(jié)構(gòu)安全及行車安全。因此，鋼結(jié)構(gòu)表面漆破損后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行刷漆養(yǎng)護(hù)維修保護(hù)。另外，由于長時(shí)間雨雪水侵蝕，索塔面保護(hù)漆損壞嚴(yán)重，為保護(hù)索塔主體不受到損壞，確保大橋良好運(yùn)營，需要對(duì)六座索塔塔面進(jìn)行刷漆維護(hù)。

1 鋼結(jié)構(gòu)及索塔病害分析

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，鋼結(jié)構(gòu)病害主要涉及三個(gè)部位。一是六座索塔內(nèi)部爬梯、平臺(tái)、塔頂上的鐵梯銹蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重影響進(jìn)入塔內(nèi)檢測或更換塔頂障礙燈等設(shè)施的人員安全。如下圖：

第二個(gè)部位是橋面上的200個(gè)斜拉索端部護(hù)筒防雨罩銹蝕掉漆嚴(yán)重，防雨罩墊圈老化嚴(yán)重，需更換。如圖2。

第三個(gè)部位是主橋防撞護(hù)欄兩側(cè)檢修道欄桿，銹蝕嚴(yán)重，部分地方已存在安全隱患;六索塔繞塔平臺(tái)，均有不同程度的損壞和銹蝕，已影響繞塔巡查的安全。如圖3。

上述三個(gè)部位的鋼結(jié)構(gòu)，一處是在索塔內(nèi)部，其余兩處均暴露在大自然中。

索塔內(nèi)部由于所處大氣環(huán)境中所含氯粒子以及濕度的影響，內(nèi)部爬梯、平臺(tái)、塔頂鐵梯表面均已銹蝕破損，涂膜發(fā)生Ri3級(jí)開裂;橋面上檢修道護(hù)欄及繞塔平臺(tái)、斜拉索端部護(hù)筒防雨罩長期暴露于大氣環(huán)境條件下，由于降水量、溫差、日照量、大氣污染物等因素的影響，特別是高速公路車流量大，尾氣排放量大，空氣中SO2含量高，酸性SO2等氣體溶解于空氣中的水蒸汽或雨水中，成為強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，在這種環(huán)境下的鋼鐵結(jié)構(gòu)必然容易遭到嚴(yán)重的腐蝕，有的護(hù)欄鋼管已經(jīng)銹蝕斷裂，產(chǎn)生銹蝕的類型主要為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕。

索塔表面由于經(jīng)常處于雪雨水等惡劣環(huán)境下，橋塔處風(fēng)力較大，日光暴曬、雨水侵蝕、溫差變化大，在大氣污染物、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的侵蝕下，索塔保護(hù)漆部分已經(jīng)脫落，裸露的堅(jiān)固結(jié)實(shí)的混凝土在自然環(huán)境中會(huì)逐漸風(fēng)化而影響其表觀及性能，同時(shí)化學(xué)物質(zhì)也易從微細(xì)孔滲入侵襲混凝土結(jié)構(gòu)。水分能滲透入混凝土，通過低溫的凍結(jié)和膨脹破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)水分、氧氣與氯化物會(huì)滲透并腐蝕混凝土內(nèi)的鋼筋，引起開裂、降低混凝土強(qiáng)度等不良后果，進(jìn)而危及橋梁安全。因此，應(yīng)及時(shí)對(duì)索塔進(jìn)行刷漆保護(hù)。

2 維修方案

根據(jù)病害部位特點(diǎn)及現(xiàn)狀，針對(duì)不同環(huán)境下的防腐保護(hù)要求，按照腐蝕環(huán)境、工況條件、防腐年限及涂裝部位，經(jīng)研究，制訂如下重新涂裝方案：

（1）對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)表面刷漆涂裝，設(shè)計(jì)保護(hù)年限為長效型20年。方案制定依照以下原則：底漆功能是防止鋼鐵生銹，尤其是底漆中的顏料成份必須能阻止或抑制金屬生銹，如氧富鋅底漆中的超細(xì)鋅粉為主要防銹顏料。此外底漆必須對(duì)金屬應(yīng)有良好的附著力，與面漆能很好配套，形成一個(gè)堅(jiān)韌的整體涂層。另外該涂層應(yīng)滲透性小，能防止水、水汽、氧氣、二氧化碳及其他酸、堿物質(zhì)滲入到金屬表面，當(dāng)然還應(yīng)有良好的機(jī)械性能。而面漆由于長期暴露于大氣中，故其必須能耐紫外線、耐水、耐潮、耐風(fēng)沙摩擦、耐腐蝕，不易粉化、開裂、脫落，又能經(jīng)受住尾氣的侵蝕。此外面漆還應(yīng)具備吸水性小、能抵抗雨水澆淋等特點(diǎn)，其涂層和顏色能保持穩(wěn)定，涂料有較佳的細(xì)度，遮蓋面積大，其機(jī)械性能良好。

針對(duì)以上原則，①索塔內(nèi)爬梯、平臺(tái)、塔頂樓梯涂裝，按照涂裝部位屬于非封閉環(huán)境內(nèi)表面，腐蝕環(huán)境為C3，重新涂裝底漆采用低表面處理的環(huán)氧底漆，并采用無溶劑環(huán)氧涂料。涂層配套體系為：底漆層為1道環(huán)氧富鋅底漆60 μm+面漆2道環(huán)氧（厚漿）漆（淺色）120 μm，總厚度180 μm。施工前要先進(jìn)行表面處理，做到無油污、無鹽分、無銹跡、無突起、無毛刺、無灰塵，除銹等級(jí)應(yīng)達(dá)到Sa2.5。噴涂主要采用高壓無氣噴涂施工，復(fù)雜形狀采用刷涂施工。②橋面檢修道護(hù)欄及繞塔平臺(tái)、斜拉索端部護(hù)筒防雨罩涂裝，由于橋面檢測道護(hù)欄與繞塔平臺(tái)的護(hù)欄采用的是熱軋無縫鋼管，欄桿構(gòu)件均鍍鋅處理，因此對(duì)于護(hù)欄可采用更換方案，涂裝可在專業(yè)廠家進(jìn)行，現(xiàn)場進(jìn)行更換。而斜拉索端部護(hù)筒防雨罩須在現(xiàn)場進(jìn)行涂裝，按照涂裝部位屬于鋼結(jié)構(gòu)外表面，腐蝕環(huán)境為C3，涂層配套體系為：底漆層為1道環(huán)氧富鋅底漆60 μm+中間涂層2道環(huán)氧（厚漿）漆100 μm+面層2道丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆80 μm，總厚度240 μm。施工前要先進(jìn)行表面處理，做到無油污、無鹽分、無銹跡、無突起、無毛刺、無灰塵，除銹等級(jí)應(yīng)達(dá)到Sa2.5。噴涂主要采用高壓無氣噴涂施工，復(fù)雜形狀采用刷涂施工。

上述兩個(gè)涂層配套體系噴涂前都需要先噴涂一道干膜厚度為20 μm～25 μm的車間底漆。

（2）索塔塔面刷漆：混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行防腐蝕涂料的保護(hù)，保護(hù)年限為長效型20年，刷漆目的主要是封閉屏蔽作用，有效地阻止氯離子、污染物、水和氧氣等腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，減緩對(duì)鋼筋的腐蝕速度，同時(shí)也可降低反復(fù)熱脹冷縮對(duì)鋼筋混凝土的損壞。混凝土結(jié)構(gòu)表面涂層的基本要求為：耐堿性、抗?jié)B透性、柔韌性、附著力、防碳化性能、裝飾性。由于大橋索塔表面保護(hù)漆損壞，混凝土表面遭受了不同程度的風(fēng)化和腐蝕，表面粗糙度高，還有油污、無機(jī)鹽等污染物。因此涂刷前需要進(jìn)行“表面處理”和“清潔”。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和環(huán)保要求，大橋索塔塔面的涂裝體系為：底漆層1道滲透型環(huán)氧封閉底漆50 μm+中間涂層3道環(huán)氧云鐵漆180 μm+面層1道氟碳面漆70 μm，干膜總厚度300 μm。在底層與中間層之間可根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行刮膩?zhàn)印⒋蚰フ移健?/p>

3 結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)日常養(yǎng)護(hù)工作十分重要，不但能延長結(jié)構(gòu)使用壽命，而且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)使用中出現(xiàn)的問題并及時(shí)進(jìn)行維修處理，以保證良好的使用狀態(tài)，延長構(gòu)件使用壽命。本文正是基于這種養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)理念，對(duì)A大橋日常養(yǎng)護(hù)中及時(shí)發(fā)現(xiàn)的部分鋼結(jié)構(gòu)及塔面表面破損問題制定了有針對(duì)性地維修措施，維持其原有使用性能，避免病害進(jìn)一步加劇。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊健生，聶建國.鋼-混凝土組合橋梁研究及應(yīng)用新進(jìn)展[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2006（5）：35.